质量为2.8g,温度为300K,压强为1atm的N2,等压膨胀到原体积的两倍求N2所作的功、内能的变化以及吸收的热量.（已知N2的摩尔质量为 kg/mol,气体常数 J/mol/K,N2的定体摩尔热容 ）
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2025/01/31 11:15:36
质量为2.8g,温度为300K,压强为1atm的N2,等压膨胀到原体积的两倍求N2所作的功、内能的变化以及吸收的热量.（已知N2的摩尔质量为 kg/mol,气体常数 J/mol/K,N2的定体摩尔热容 ）
质量为2.8g,温度为300K,压强为1atm的N2,等压膨胀到原体积的两倍
求N2所作的功、内能的变化以及吸收的热量.（已知N2的摩尔质量为 kg/mol,气体常数 J/mol/K,N2的定体摩尔热容 ）
质量为2.8g,温度为300K,压强为1atm的N2,等压膨胀到原体积的两倍求N2所作的功、内能的变化以及吸收的热量.（已知N2的摩尔质量为 kg/mol,气体常数 J/mol/K,N2的定体摩尔热容 ）
氮气视为理想气体
N2的量n=2.8/28=0.1mol,压强P1=P2=1atm=101325Pa,
始态体积V1=nRT1/P=0.1*8.314*300/101325=2.46*10^-3(m3) ,T1=300K
终态体积V2=2V1=4.92*10^-3m3,T2=P2V2/(nR)=101325*4.92*10^-3/(0.1*8.314)=600K
等压膨胀,压强不变,则氮气所作的功W=-P*ΔV=-101325*(4.92*10^-3-2.46*10^-3)=-249.4(J)
理想气体的内能只与温度有关,双原子刚性气体分子的摩尔等容热容Cv,m=2.5R
所以内能变化ΔU=nCv,mΔT=0.1*2.5*8.314*（600-300）=623.6(J)
根据热力学第一定律Q=ΔU-W=623.6-(-249.4)=873(J)
n=2.8/28=0.1mol, T1=300K, p=1atm=1.013*10^5 Pa, V2=2V1, R=8.314 J/mol/K, cV=5/2R
V1=nRT1/p=0.1*300*8.314/1.013*10^5 m^3, W=p(V2-V1)=1.013*10^5 *V1 J
等压过程V1/V2=T1/T2，T2=600K
deltaU=n(cV)deltaT=0.1*5/2 R(600-300) J,
Q=n(cp)deltaT=0.1*（5/2 R+R）(600-300) J ，也可用Q=deltaU+W计算